Kimyasal yapı - Chemical structure
Bir kimyasal yapı belirlenmesi, içeren Ecza belirten moleküler geometri ve, mümkün olduğu zaman ve gerekli elektronik yapı hedef molekül veya başka bir katı elde edilir. Molekül geometrisi uzamsal düzenlemesini belirtir atomu , bir de molekül ve kimyasal bağlar kullanılarak birlikte atomuna sahip ve temsil edilebilir yapısal formüllerini tarafından moleküler modeller ; tam elektronik yapı açıklamaları, bir molekülün moleküler orbitallerinin işgalini belirlemeyi içerir . Yapı belirleme, çok basit moleküllerden (örn., Diatomik oksijen veya nitrojen ), çok karmaşık olanlara (örn., Protein veya DNA ) kadar bir dizi hedefe uygulanabilir .
Arka fon
Kimyasal yapı teorileri ilk olarak August Kekulé , Archibald Scott Couper ve Aleksandr Butlerov tarafından 1858'den itibaren geliştirilmiştir. Bu teoriler ilk olarak kimyasal bileşiklerin rastgele bir atom ve fonksiyonel grup kümesi olmadığını, daha çok tarafından tanımlanan kesin düzeni valans arasında atomu molekülleri tespit edilmesi veya çözülebilir bir üç boyutlu bir yapı veren molekülü oluşturma.
Kimyasal yapı ile ilgili olarak, bir molekül içindeki atomların saf bağlanabilirliği (kimyasal yapı), üç boyutlu bir düzenlemenin bir açıklaması ( moleküler konfigürasyon , örneğin kiralite hakkında bilgi içerir ) ve bağ uzunluklarının, açılarının ve burulmanın kesin belirlenmesi arasında ayrım yapılmalıdır. açılar, yani (göreceli) atomik koordinatların tam temsili.
Kimyasal bileşiklerin yapılarının belirlenmesinde , genellikle moleküldeki tüm atomlar arasındaki bağlanma modelini ve derecesini ilk ve minimum düzeyde elde etmek amaçlanır; Mümkün olduğunda, moleküldeki (veya diğer katıdaki) atomların üç boyutlu uzaysal koordinatları aranır.
Bir molekülün yapısını açıklamak için kullanılan yöntemler şunları içerir:
- Sadece atomların bağlanabilirliği ile ilgili: nükleer manyetik rezonans ( proton ve karbon-13 NMR ) gibi spektroskopiler , çeşitli kütle spektrometrisi yöntemleri (genel moleküler kütle ve ayrıca parça kütlelerini vermek için) Absorpsiyon spektroskopisi ve titreşim spektroskopisi gibi teknikler , enfraruj ve Raman , sırasıyla, sayı ve çoklu bağ benzerliğe hakkında önemli destek bilgiler sağlar ve fonksiyonel grupların (kimin içsel bağlama titreşim imza verir) türlerini; Moleküllerin katkıda bulunan elektronik yapısı hakkında fikir veren diğer çıkarımsal çalışmalar, döngüsel voltametri ve X-ışını fotoelektron spektroskopisini içerir .
- kesin metrik üç boyutlu bilgiler, gazlar için gaz elektron kırınımı ve mikrodalga (rotasyonel) spektroskopi (ve diğer rotasyonel olarak çözümlenmiş spektroskopi) ile ve kristalin katı hal için X-ışını kristalografisi veya nötron kırınımı ile elde edilebilir. Bu teknik, atomik ölçekli çözünürlükte , tipik olarak mesafeler için 0,001 Å ve açılar için 0,1 ° (alışılmadık durumlarda daha da iyi) hassasiyetinde üç boyutlu modeller üretebilir .
Ek bilgi kaynakları şunlardır: Bir molekül, yapısının işlevsel bir grubunda eşleşmemiş bir elektron spinine sahipse , ENDOR ve elektron spin rezonans spektroskopları da yapılabilir. Bu son teknikler, moleküller metal atomları içerdiğinde ve kristalografinin gerektirdiği kristaller veya NMR'nin gerektirdiği spesifik atom tipleri yapı belirlemede yararlanılamadığında daha da önemli hale gelir. Son olarak, elektron mikroskobu gibi daha özel yöntemler de bazı durumlarda uygulanabilir.
Ayrıca bakınız
- Yapısal kimya
- Kimyasal yapı diyagramı
- Kristalografik veritabanı
- Pauli dışlama ilkesi
- Kimyasal grafik üreteci
Referanslar
daha fazla okuma
- Gallagher Warren (2006). Ders 7: X-ışını Kristalografisi ile Yapı Belirleme (PDF) . Chem 406: Biophysical Chemistry (kendi kendine yayınlanan ders notları). Eau Claire, WI, ABD: Wisconsin-Eau Claire Üniversitesi, Kimya Bölümü . Erişim tarihi: July 2, 2014 .
- Ward, SC; Hafifayak, MP; Bruno, IJ; Groom, CR (1 Nisan 2016). Cambridge Yapısal Veritabanı . Açta Crystallographica Section B . 72 . s. 171–179. doi : 10.1107 / S2052520616003954 . ISSN 2052-5206 . PMC 4822653 . PMID 27048719 .